zu II.4.1.: Gedankenexperiment zum Schwerpunktsatz:

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1 zu II.4.1.: Gedankenexperiment zum Schwerpunktsatz:
Wie weit kann man mit diesem Rückstoßantrieb fahren? Sand (masselos) Munition, M   1 Kugel: dM v1 . v2 m  0 m  0 m  0 M Sand + Munition Massenschwerpunkt (zeitlich konstant)

2 Wechsel-wirkungsgebiet
II.4.3. Stoßgesetze θ1 θ2 Streuwinkel m1 m2 Wechsel-wirkungsgebiet Konservative Kräfte: Elastischer Stoß Σ Ti = const Dissipative Kräfte: Unelastischer Stoß Σ Ti nimmt ab Innere Anregung: Superelastischer Stoß Σ Ti kann zunehmen ME 2.26  Elastischer und unelastischer Stoß von zwei Kugeln ME 2.28  Kugelstoßreihe Billiard: Direkter Stoß des Laien  ziemlich elastisch Profistoß mit Drall  superelastisch

3 e+ e- e+ e- Beispiel: θ Elastische Streuung von Elementarteilchen
Detektor e+ e- θ e+ e- 100 GeV 100 GeV  100 GigaVolt Beschleunigungsspannung Experimentelle Charakterisierung der Kraft beim Stoß:

4 Beispiel: e e

5 e+ e- e+ γ e- Beispiel: Unelastische Streuung von Elementarteilchen
Detektor e+ e- γ Lichtquant (Photon) Gammastrahlung e+ e- 100 GeV Typischer Detektor für Elektronen und Photonen: „Kalorimeter“ aus speziellen Kristallen Teilchenenergie  sichtbares Licht  Photosensor

6 Beispiel:  e e

7 m1 m2 m1  m2 Abgeschlossenes System  Impulserhaltung:
(Stets gültig! Egal ob elastisch oder nicht) Beispiel: total unelastischer Stoß m1 m2 m1  m2 Verformungsenergie Q ↗ ME 2.30  Impulserhaltung

8 Beispiel: Ballistisches Pendel
m2 L Schwerpunktsbewegung: L Umkehr-punkt d h Aufheizung, Wärmeenergie Q m1 v v' ME 2.32  Ballistisches Pendel Messe d Tafelrechnung

9 Elastischer Stoß: Q  0 θ2 θ1 Streuwinkel Impulserhaltung...
Schwerpunkt ...und zusätzlich Energieerhaltung  6 Unbekannte Impulserhaltung  3 Gleichungen Energieerhaltung  1 Gleichung 2-dimensionale Lösungsschar z.B. Parameter: 1 , 2 Schwerpunktgeschw. bleibt konstant, Relativgeschw. wird gedreht!

10 Spezialfall: Elastischer Stoß im Schwerpunktsystem
Erhaltung des Schwerpunktimpulses: Streuebene Energieerhaltung Impulsübertrag:

11 oft ruhend im Labor  Laborsystem
Spezialfall: Elastischer Stoß im Targetsystem oft ruhend im Labor  Laborsystem Schwerpunktgeschwindigkeit: Streuebene  Folgerung: falls m1  m2 Anwendung: Neutronen-Abbremsung durch Moderator in Kernkraftwerken  m1  m2

12 entartete Streukreise
Spezialfall: Targetsystem, m1  m2 Streuebene entartete Streukreise ME 2.29  Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) 50 %

13 Streuung in alle Richtungen
Spezialfall: Targetsystem, m2   Streuebene ME 2.29  Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) Streuung in alle Richtungen 100 %

14 Spezialfall: Targetsystem, m1  
Streuebene ME 2.29  Elastischer Stoß in Ebene (Billiard) Vorwärtsstreuung 100 %

15   Elastischer Stoß gegen eine ruhende ebene Wand:
keine Kräfte parallel zur Wand Folgerung: Reflexionsgesetz Einfallswinkel   Ausfallswinkel    ME 2.29  Elastischer Stoß in Ebene (Billiard)